一、概述
雖然在通用機床上對不銹鐵類材料進行粗加工、半精加工和精加工，已不是太困難的事情。但是，在高生產率的專用自動車床上，怎樣解決不銹鋼材料切削中存在的切削力大、溫度高、刀具磨損嚴重、耐用度低、加工表面質量差、生產率低等問題，在一次切削加工就可達到圖樣的要求，還不是容易能達到的。我廠在加工馬氏體不銹鋼材料過程中，從刀具材料的選擇、刀具幾何角度、結構的確定、切削用量的選取，毛坯的供應狀態、潤滑和冷卻劑的選用等方面進行了反復試驗，取得了一定的成功經驗。以3Cr13不銹鐵為例。
二、切削過程中的難點及原因分析
在零件試生產時，我廠按車削普通碳鋼的工藝方法對3Crl3鋼進行了車削試驗，結果是刀具磨損嚴重，生產率低，零件表面質量達不到要求。
比較3Crl3鋼與40鋼,45鋼等碳素結構鋼的機械性能，3Crl3鋼的強度、延伸率、斷面收縮率、沖擊性能等指標都比40鋼,45鋼高，是一種強度高、塑性好的中碳馬氏體不銹鋼。由于切削時加工硬化嚴重，切削抗力大，切削溫度高，引起刀具磨損嚴重，使磨刀次數增多，增加了停機時間和機床調整時間，降低了生產率。又由于容易粘刀，產生積屑瘤，引起工件尺寸的變化并影響表面粗糙度，而且切屑不易卷曲和折斷，又損傷工件已加工表面，直接影響零件的質量。所以，不能用切削45鋼的工藝來切削3Crl3。也不能把通用車床上的加工方法照搬到自動車床上來。因為一般自動車床裝刀較少，要求最好一次走刀就能使加工表面達到要求的尺寸和表面粗糙度，以保證較高的生產率。
針對上述問題，我廠采取了以下幾項措施。
三、采取的主要技術措施
1) 采用熱處理改變材料的硬度
馬氏體不銹鋼在熱處理后的不同硬度，對車削加工的影響很大。表1所示是用YW2材料的車刀對熱處理后不同硬度的3Cr13鋼的車削情況。可見，退火狀態的馬氏體不銹鋼雖然硬度低，但車削性能差，這是因為材料塑性和韌性大，組織不均勻，粘附、熔著性強，切削過程易產生刀瘤，不易獲得較好的表面質量。而調質處理后硬度在HRC30以下的3Cr13材料加工性較好，易達到較好的表面質量。而硬度大于HRC30時加工出的零件，表面質量雖然較好，但刀具易磨損。所以，在材料進廠后，先進行調質處理，硬度達到HRC25～30，然后再進行切削加工。
2) 刀具材料的選擇
我廠在切削參數相同的條件下，對幾種材料的刀具進行了車削對比試驗。采用TiC-TiCN-TiN復合涂層刀片的外圓車刀，耐用度比較高，工件表面質量好，生產率高。這是因為這種涂層硬質合金材料的刀片，具有更好的強度和韌性，又因其表面具有更高的硬度和耐磨性，更小的摩擦系數和更高的耐熱性，而成為自動車床車削不銹鋼的良好刀具材料，是我廠加工3Cr13不銹鋼的外回車刀的首選材料。由于沒有這種材料的切斷刀片，通過表2的對比試驗可知，YW2硬質合金的切削性能也不錯，因此可選用YW2材料的刀片作為切斷刀。
3) 刀具的幾何角度和結構的選取
對于良好的刀具材料，選擇合理的幾何角度則顯得尤為重要。
前角g0直接影響刀具的強度和導熱性，一般車削馬氏體不銹鋼時，刀具前角取10°～20°較為適宜。
后角a0取5°～8°較合適，最大不超過10°。
刃傾角ls，負的刃傾角可保護刀尖，提高刀刃強度，一般選取g0為-10°～30°。
主偏角Kr應根據工件的形狀、加工部位和裝刀情況來選擇。
刃口表面粗糙度應為Ra0.4-0.2µm。
在刀具結構上，我廠對外圓車刀采用外斜式圓弧斷屑槽，靠刀尖處切屑卷曲半徑大，靠外緣處切屑卷曲半徑小，切屑翻向待加工表面而折斷，斷屑情況好。對于切斷刀，我廠將副偏角控制在1°以內，這樣可以改善排屑條件、延長刀具的使用壽命。
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